Generische E-Learning-Plattform für interaktive Lehrsimulationen. zum Einsatz in Selbststudium und Präsenzlehre online und offline.

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1 Generische E-Learning-Plattform für interaktive Lehrsimulationen zum Einsatz in Selbststudium und Präsenzlehre online und offline Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) Dipl.-Inform. Andreas Dieckmann Technische Fakultät Universität Bielefeld Gutachter: Prof. Dr. Robert Giegerich Prof. Dr. Helge Ritter

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung Anforderungen an die E-Learning-Plattform Speicherung und Benutzung multimedialer Daten Verwendung von Metadaten zur Klassifizierung von Daten Lehreinheiten als Konfigurationen dynamischer Programme Benutzerverwaltung und Zugriffsrechte Mehrsprachigkeit von Inhalten und Benutzeroberfläche Unabhängigkeit von Hardware und Betriebssystem Offline-Einsatz in Selbststudium und Präsenzlehre Online-Einsatz zur Datenverteilung und Kommunikation Erweiterbarkeit und Open-Source-Strategie Evaluation bestehender Softwaresysteme Marktübersicht zu Projektbeginn Content Management Systeme Dokumentenmanagementsysteme Knowledge Management Systeme Software-Entwicklungen im Universitätsbereich CampusSource Marktübersicht gegen Ende der Projektlaufzeit Trends auf der LEARNTEC E-Learning-Plattformen Systemarchitektur der E-Learning-Plattform Speicherung von Daten und Metadaten Verwendung von Metadaten zur Verwaltung von Lernobjekten Metadaten nach dem "Dublin Core" Standard Metadaten nach dem "Learning Object Metadata" (LOM) Standard Schlußfolgerungen Eindeutige Identifizierung von Objekten in verteilten Systemen Repräsentation von Daten durch Virtuelle Lernobjekte Aufbau eines Virtuellen Lernobjektes (VLO) Metadatentabelle zur Speicherung beliebiger Metadaten Mehrsprachige Metadaten: Die Klasse MultiLanguageString Mehrwertige Metadaten: Die Klasse MultiValueString Weitere zulässige Datentypen für Metadaten Flexible Ablagestruktur durch Virtuelle Verzeichnisse Eltern-Kind-Beziehungen zwischen Lernobjekten Klassifikation von Objekten und Einordnung in Objekthierarchien Konfigurationen für Lehrsimulationen als Virtuelle Verzeichnisse Benutzer und Benutzergruppen als Lernobjekte Datenbankschnittstelle für die Speicherung der Metadaten Spezifikation des Datenbank-Adapters Referenz-Implementation des Adapters für die Datenbank MySQL Speicherung der Inhalte auf einem HTTP-Server

3 6 Client-Server-Kommunikation XML-RPC als Kommunikationsprotokoll Implementation des XML-RPC-Mechanismus Übertragung der spezifischen Datentypen für Lernobjekte Sicht auf die (Meta-) Daten: Der Navigator Navigation in den lokal vorhandenen Datenbeständen Anlegen und Verändern von Objekten und Metadaten Suche in den lokal vorhandenen Metadaten Rechnerübergreifende Navigation und Suche Mehrsprachigkeit der Benutzeroberfläche Einbindung neuer Simulationsprogramme Implementation der XML-RPC-Schnittstelle und Anmeldung Neue Datentypen und Definition von Metadatensätzen Anpassung der Metadatensuche Integration in die Benutzeroberfläche Nutzung der bestehenden Konzepte zur Mehrsprachigkeit Hinzufügen von benötigten System-Parametern Erweiterungen des Systems Kommunikationssystem Ablaufverfolgung und Teleteaching Zusammenfassung Anhang A: Verwendete Abkürzungen Anhang B: Literaturverzeichnis B.1 Gedruckte Quellen B.1.1 Bücher B.1.2 Artikel in Zeitschriften B.2 Internet-Quellen B.2.1 Projekt Monist B.2.2 Fachmessen B.2.3 Content Management Systeme B.2.4 Dokumentenmanagementsysteme B.2.5 Knowledge Management Systeme B.2.6 CampusSource B.2.7 E-Learning-Plattformen B.2.8 Metadaten und Standards B.2.9 Software und Technologien Anhang C: Abbildungsverzeichnis Anhang D: Erklärung Anhang E: Danksagungen

4 1 Einleitung Die vorliegende Arbeit entstand im Kontext des Projektes Monist 1, das im Rahmen des Förderprogrammes "Neue Medien in der Bildung" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde 2. Die Ziele dieses Projektes 3 waren die Schaffung einer E-Learning-Umgebung für die universitäre Ausbildung im Bereich der Neuro- und Kognitionswissenschaften und den damit zusammenhängenden Fachdisziplinen (z. B. Neurobiologie, Psychologie und Informatik) sowie die "Produktion einer kritischen Masse von Inhalten in einem interdisziplinären Curriculum" 4 für diesen Themenbereich. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem Einsatz von Modellsimulationen in der Lehre. "Modellsimulationen nehmen in den modernen Neuro- und Kognitionswissenschaften und Informatik eine Schlüsselposition ein: Modelle sind einerseits ein entscheidendes Ergebnis experimenteller Forschung, andererseits häufig Ausgangspunkt für neue experimentelle Ansätze. Darüber hinaus gehören Modellsimulationen zu den aussichtsreichsten Neuen Medien für die Lehre, da sie Wissen transportieren, das ausschließlich mit dem Computer gelernt werden kann." 5 Die Ziele dieser Arbeit waren der Entwurf und die anschließende Implementierung einer E-Learning-Plattform, die eine geeignete Infrastruktur für die Produktion, Verwaltung und Nutzung von auf Modellsimulationen basierenden Lehreinheiten 6 zur Verfügung stellt. Dabei sollte jedoch kein spezialisiertes E-Learning-System geschaffen werden, das lediglich für den spezifischen Einsatz im Rahmen des Projektes Monist geeignet ist, sondern eine von den konkreten Fachinhalten unabhängige Plattform für den Einsatz von Simulationssoftware in der Lehre. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die geschaffene E-Learning-Plattform für beliebige Fachbereiche einzusetzen und in Abhängigkeit vom jeweiligen inhaltlichen Kontext andere Applikationen als die im Projekt Monist verwendete Simulationssoftware für den Einsatz in der Lehre nutzbar zu machen. 7 Änderungen an der E-Learning-Plattform selbst sind dafür nicht erforderlich 8, lediglich die verwendeten Simulationsprogramme müssen bestimmte Schnittstellen implementieren bzw. an diese angepaßt werden. 9 1 Modellsimulation neuronaler und kognitiver Informationsverarbeitung -- Schule der Techniken 2 Förderkennzeichen: 08NM055, Projektlaufzeit: bis Siehe hierzu die Projektskizze zur Einreichung bei dem Förderprogramm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung: "Neue Medien in der Bildung" unter der Internet-Adresse bzw. 4 a. a. O. 5 a. a. O. 6 Der Begriff "Lehreinheiten" dient im Rahmen dieser Arbeit als allgemeiner Oberbegriff für jede Art von in der Lehre verwendeten Kombinationen aus Medien und Programmen, die im Rahmen der entworfenen E-Learning-Plattform verwaltet werden können. Die Bandbreite reicht dabei von einfachen elektronischen Vorlesungsnotizen bis hin zu komplexen Online-Kursen, deren Umfang sich in der Praxis über ein ganzes Semester erstrecken kann. 7 Ein Beispiel für ein derartiges, in die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Lernplattform integrierbares Simulationsprogramm stellt die Laborsimulations-Software dar, die vom Autor der vorliegenden Arbeit für den Einsatz in der Lehre in den Fachbereichen Chemie und Biochemie erstellt wurde. Diese Software wurde abgehandelt und dokumentiert in: Andreas Dieckmann, Basisfunktionen für ein generisches virtuelles Labor, Diplomarbeit an der Technischen Fakultät der Universität Bielefeld, Mit Ausnahme der Anpassung bestimmter Konfigurationsdateien, wodurch jedoch insbesondere keine Neu-Compilierung des Quellcodes erforderlich ist. Dieses Vorgehen wird in Kapitel 8 näher ausgeführt. 9 Eine ausführliche Beschreibung dieser Schnittstellen ist Teil dieser Arbeit und erfolgt in Kapitel

5 Die Anforderungen an die E-Learning-Plattform, die sich aus den für die vorliegende Arbeit gesetzten Zielen ergeben, sind in Kapitel 2 im einzelnen dargestellt. Dabei wird insbesondere auf die möglichen Einsatzszenarien von darauf aufbauenden E-Learning- Systemen eingegangen, woraus eine Reihe von Notwendigkeiten bezüglich der Funktionalität der zu schaffenden Softwareplattform folgt. Kapitel 3 gibt eine Übersicht über die Funktionalität von bestehenden kommerziellen und nichtkommerziellen Softwaresystemen, die hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit für den hier betrachteten Einsatzbereich analysiert wurden. Diese Untersuchung wurde in Form von umfangreichen Marktanalysen auf verschiedenen Messen sowohl zu Beginn der Projektlaufzeit als auch im fortgeschrittenen Projektstadium durchgeführt. Darüber hinaus wurde auch eine Reihe von E-Learning-Systemen aus dem universitären Bereich in die Untersuchung einbezogen. Auf Basis dieser Recherchen wird aufgezeigt, warum keines der betrachteten, bereits existierenden Softwaresysteme als Grundlage für die komplette Umsetzung der in Kapitel 2 aufgezeigten Anforderungen verwendet werden konnte. Diese Überlegungen waren der Grund dafür, daß die Entscheidung für eine Neuentwicklung getroffen wurde. In Kapitel 4 wird die für diese Entwicklung entworfene Systemarchitektur dargestellt. Einen wichtigen Punkt stellt dabei die Betrachtung des Systems im Spannungsfeld zwischen traditionellen, zentralistischen Client-Server-Systemen und eigenständigeren, unabhängig von einer zentralen Kontrollinstanz lauffähigen Peer-to-Peer-Systemen dar. Im Anschluß daran werden in Kapitel 5 ausführlich die Datenstrukturen beschrieben, die für die Speicherung und Verwaltung der Daten und Metadaten entworfen wurden, welche für die zu vermittelnden elektronischen Lehreinheiten benötigten werden. Dabei wird ebenso auf die Notwendigkeit zur Verwendung von Metadaten als auch auf die strikte Trennung von Daten und Metadaten eingegangen. Den Kern dieses Kapitels bildet der Entwurf der sogenannten Virtuellen Lernobjekte (VLO), die zur umfassenden Beschreibung jeglicher im System abgelegter Objekte (von einfachen Mediendateien über komplette Lehreinheiten bis hin zu Repräsentationen der mit dem E-Learning-System arbeitenden Benutzer) dienen. Darüber hinaus werden auch die unterschiedlichen Speichermechanismen beschrieben, die verwendet wurden, um diese Virtuellen Lernobjekte mitsamt aller für ihre Verwaltung benötigten Metadaten in einer eigenen Datenbank, die eigentlichen multimedialen Inhalte jedoch separat davon in einem über einen HTTP-Server zugänglichen Dateisystem abzulegen. Im Anschluß an diese Betrachtung der lokalen Speicherung von Daten und Metadaten wird in Kapitel 6 aufgezeigt, auf welche Art und Weise durch die Vernetzung einzelner lokaler Installationen der geschaffenen E-Learning-Plattform eine kooperative Nutzung des Systems über das Internet ermöglicht wird und wie die Verteilung von beliebigen elektronischen Lehreinheiten an die betreffende Zielgruppe über das globale Datennetz bewerkstelligt wird. Zu diesem Zweck wird zunächst der für die Online-Kommunikation des Programmes verwendete XML-RPC-Kommunikationsmechanismus beschrieben. Es wird erläutert, warum dieser Technologie aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften im Vergleich mit anderen möglichen Kommunikationsmechanismen der Vorzug gegeben wurde. Dabei wird auch darauf eingegangen, auf welche Weise dieser Mechanismus im entworfenen System dazu genutzt wird, um jedem installierten "Client" auch ein erhebliches Maß an "Server"-Funktionalitäten zu ermöglichen und damit die Vorteile einer "Peer-to-Peer"- Umgebung nutzbar zu machen

6 Den Abschluß des Kapitels 6 bildet eine Betrachtung der konkreten Umsetzung des XML-RPC-Kommunikationsmechanismus, wobei insbesondere auf die Erweiterungen des Standardumfanges der verwendeten XML-RPC-Softwarebibliothek eingegangen wird, die erforderlich waren, um die Übertragung der für die E-Learning-Plattform entwickelten speziellen Datenstrukturen, insbesondere der in Kapitel 5 vorgestellten Virtuellen Lernobjekte, zu ermöglichen. Während sich die bisherigen Kapitel im Wesentlichen mit Mechanismen beschäftigten, die quasi "unter der Oberfläche" stattfinden und für den Endbenutzer 10 am Bildschirm nicht direkt sichtbar sind bzw. von diesem nicht direkt wahrgenommen werden, wird in Kapitel 7 mit dem Navigator eine Teilanwendung der E-Learning-Plattform vorgestellt, die dem Benutzer sowohl eine Sicht auf die gespeicherten Daten bzw. Metadaten als auch im Rahmen der für ihn gültigen Berechtigungen die Kontrolle über den Datentransfer zwischen verschiedenen Installationen des Systems ermöglicht. Der Navigator dient dabei auch als ein Beispiel für eine mögliche Teilanwendung, die die von den Kernkomponenten des Systems zur Verfügung gestellten Funktionalitäten wie beispielsweise die XML-RPC-Kommunikation benutzt und über diese gemeinsame Kommunikationsschnittstelle mit anderen Anwendungen (hier in erster Linie mit der Datenbank-Applikation) kommuniziert. Im Anschluß daran wird in Kapitel 8 dargelegt, auf welche Weise weitere Komponenten, beispielsweise Simulationsprogramme für andere Fachbereiche, analog zu den im Rahmen des Projektes Monist entwickelten Anwendungen als neue Teilapplikationen in die E-Learning-Plattform eingebunden werden können. Kapitel 9 gibt einen Ausblick auf mögliche Erweiterungen der E-Learning-Plattform, die durch die Einbeziehung zusätzlicher Online-Funktionalitäten den Nutzen für den Einsatz in der Lehre noch verstärken würden. Dabei handelt es sich einerseits um eine Kommunikationskomponente, andererseits um ein Konzept für die Nutzung der bereits bestehenden XML-RPC-Kommunikation für Tele-Teaching-Funktionalitäten. Während im Rahmen des Projektes Monist tatsächlich ein Kommunikationssystem für synchrone und asynchrone Kommunikation zwischen Lehrenden und Lernenden entwickelt wurde, das jedoch nicht Teil der vorliegenden Arbeit ist, wurde die praktische Umsetzung des geplanten Tele-Teaching-Systems mit Hinblick auf die Kürze der Projektlaufzeit nicht mehr in Angriff genommen. In Kapitel 10 werden die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse noch einmal kurz zusammengefaßt. Dabei wird abschließend auch auf die Rolle der E-Learning-Plattform in Abhängigkeit von darauf aufbauender Software und den benötigten dynamischen und multimedialen Inhalten eingegangen. Ein E-Learning-System, das als Grundlage für die Nutzung durch andere Programme gedacht ist, kann niemals allein stehen, sondern muß immer im gesamten Kontext der damit durchzuführenden computerunterstützten Lehre betrachtet werden. 10 Selbstverständlich sind damit auch weibliche Endbenutzerinnen gemeint. Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird im Rahmen dieser Arbeit auf die fortgesetzte Verwendung getrennter Bezeichnungen für Personen beider Geschlechter verzichtet. Mit der verwendeten Form sind jedoch stets Menschen beiderlei Geschlechts gemeint, solange nicht explizit eine geschlechtsspezifische Unterscheidung vorgenommen wird. Die entworfene E-Learning-Plattform selbst macht (insbesondere auch in der Benutzerverwaltung) standardmäßig keinen Unterschied zwischen Benutzern unterschiedlichen Geschlechts und ist aus technischer Sicht für die Benutzung sowohl durch Frauen als auch durch Männer gleichermaßen geeignet. Zukünftigen vielleicht noch zu entwickelnden Applikationen, die die E-Learning-Plattform benutzen, ist es jedoch selbstverständlich freigestellt, bei Bedarf entsprechende Unterscheidungen zu treffen

7 2 Anforderungen an die E-Learning-Plattform Um eine generische E-Learning-Plattform für interaktive Lehrsimulationen zu schaffen, die es ermöglicht, unterschiedliche Simulationsprogramme für den jeweils betrachteten Fachbereich zum Einsatz zu bringen, ist es erforderlich, einerseits eine Infrastruktur als allgemeine Basis für den Einsatz verschiedener Lernsoftware zur Verfügung zu stellen und andererseits die erforderlichen Schnittstellen zu schaffen, die es ermöglichen, diese Programme in das bestehende System zu integrieren. Während die Schnittstellen sich im Wesentlichen aus der konkreten technischen Umsetzung ergeben 11, können für die Infrastruktur eine Reihe von allgemeinen Anforderungen formuliert werden, die sich direkt aus dem geplanten Einsatzfeld in der Lehre ergeben. Diese Vorbedingungen für die E-Learning-Plattform werden im Folgenden dargelegt. 2.1 Speicherung und Benutzung multimedialer Daten Die technische Möglichkeit zur Speicherung und Verwaltung multimedialer Daten ist selbstverständlich eine Grundvoraussetzung für jedes elektronische System, das für den Umgang mit derartigen Daten vorgesehen ist. Deshalb muß notwendigerweise auch die E-Learning-Plattform über derartige Fähigkeiten verfügen. Lehrsimulationen können nicht als isolierte Computerprogramme betrachtet werden, die keinerlei weitere Medien zu ihrer Ausführung benötigen. Vielmehr ist für einen wirkungsvollen Einsatz in der Lehre die Verwendung unterschiedlichster Medien sowohl innerhalb als auch außerhalb der Simulationen erforderlich. Dies betrifft einerseits Mediendaten, die innerhalb einer Simulation verwendet werden, andererseits aber auch Begleitmaterialien, Gebrauchsanweisungen, vorbereitende und nachbereitende Online-Kurse, Skripte, Übungsaufgaben usw. Im Projekt Monist werden beispielsweise neben verschiedenen statischen Medien wie Texten, Tabellen, Grafiken oder HTML-Seiten auch Audio- und Video-Daten verwendet, sowohl als Bestandteile von Simulationen als auch im Rahmen begleitender bzw. die Simulationen selbst als Bestandteil enthaltender multimedialer Kurse. Diese Lehreinheiten können wiederum auch selbst als multimediale Objekte betrachtet werden. Ein weiterer Aspekt der Speicherung ist die einfache und effiziente Benutzung der gespeicherten Daten. Zum einen müssen die Daten leicht zugänglich sein, zum anderen spielt aber auch die Möglichkeit zur Wiederverwendung einmal gespeicherter Daten in einem anderen Kontext als ihrer ursprünglichen Verwendung eine große Rolle. Dabei ist der geringere Speicherplatz, der durch die Vermeidung einer mehrfachen, redundanten Speicherung der gleichen Daten benötigt wird, bei größeren Datenmengen trotz der immer größer werdenden Speicherkapazität der Datenträger auch heute noch von einer nicht zu unterschätzenden Bedeutung. Insbesondere in Fällen, in denen die selben Daten unnötigerweise mehrfach über das Internet übertragen werden, stellt überflüssige Redundanz gerade für private Nutzer (z. B. für Studenten, die Lehreinheiten zu Hause abarbeiten möchten) ein lästiges und unter Umständen auch teures Problem dar. 11 Beispielsweise folgt aus der Verwendung des in Kapitel 6 beschriebenen XML-RPC-Kommunikationsmechanismus, daß einzubindende Simulationsprogramme über diese Schnittstelle mit dem Rest des Systems kommunizieren können müssen. Würde statt dessen ein E-Learning-System verwendet, das über Mechanismen wie z. B. CORBA elektronische Objekte über das Internet verschicken würde, ergäbe sich daraus eine andere technische Schnittstelle, die ebenfalls von allen Programmen implementiert werden müßte, die in das System integriert werden sollen

8 Noch wichtiger allerdings ist die Wiederverwendbarkeit von multimedialen Daten für Autoren, die beispielsweise Kurse für die universitäre Lehre erstellen. Wenn bei Bedarf die einmal erstellten und danach im System abgelegten Medien wiederverwendet und neu kombiniert werden können, anstatt Skripte, Filme, Lehrsimulationen oder ganze Online-Kurse jedes Mal von Grund auf erneut erstellen zu müssen, erspart dies den Autoren eine Menge unnötiger Arbeit und ermöglicht eine erheblich effizientere Vorbereitung der computerunterstützten Lehre. 2.2 Verwendung von Metadaten zur Klassifizierung von Daten Die Möglichkeit zur Speicherung beliebiger Daten ermöglicht für sich allein genommen noch nicht deren optimale Nutzung. Vielmehr stellt sich für die E-Learning-Plattform wie für alle elektronischen Systeme, die mit potentiell großen Datenbeständen arbeiten, das Problem, wie die vorhandenen Daten systematisch abgelegt und klassifiziert werden können, um sie bei Bedarf möglichst leicht wieder auffinden und verwenden zu können. Dieser Vorgang sollte gleichzeitig für die Benutzer des Systems möglichst komfortabel gestaltet sein, um sowohl Autoren als auch Lernenden einen einfachen Zugriff auf die für sie jeweils relevanten Inhalte zu ermöglichen. Daß eine umständliche manuelle Suche in Verzeichnisstrukturen, in denen die Daten abgelegt sind, diese Bedingung nicht erfüllt, versteht sich von selbst. Von den Autoren redaktionell erstellte Indizes bieten in dieser Hinsicht zwar eine gewisse Verbesserung, sind jedoch sehr wartungsintensiv und bieten oftmals auch nur eine eingeschränkte Sicht der Dinge, da eine Klassifizierung und Auflistung entweder nur nach wenigen ausgewählten Gesichtspunkten erfolgen kann oder aber zu sehr unübersichtlichen Listen führt, so daß der Aufwand sowohl für eine Suche nach bestehenden Daten als auch für das Eintragen neuer Objekte wiederum erheblich zunimmt. 12 Auch der Nutzen von Systemen zur Volltextsuche ist beschränkt. Mehrdeutigkeiten, kontextabhängige Wortbedeutungen, das Fehlen von beschreibenden Informationen über den Text im Wortlaut des Textes selbst 13 und nicht zuletzt die beispielsweise von Internet-Suchmaschinen bekannten riesigen Ergebnismengen, die ein menschlicher Benutzer oftmals nicht mit einem akzeptablen Zeitaufwand durchlesen kann, reduzieren den Wert einer Volltextsuche zur Wiederauffindung bestimmter Informationen bereits 12 Zur Veranschaulichung diene an dieser Stelle das folgende Beispiel, das analog auf elektronische Datenbestände übertragen werden kann: Vor der Umstellung auf ein elektronisches Verwaltungssystem, das die vorhandenen Buchbestände über zahlreiche Metadaten erschließt, waren in der Stadtbibliothek der Stadt Bielefeld (wie in den meisten anderen Bibliotheken auch) alle Bücher thematisch in bestimmte Regale einsortiert (die hier den Verzeichnissen entsprechen) und daneben über ein für den menschlichen Benutzer nur schwer zu durchschauendes System von aus Buchstaben und Zahlen bestehenden Schlüsseln klassifiziert. (In elektronischen Systemen würde dies beispielsweise der Anordnung der Verweise auf einzelne Dateien im Verzeichnissystem auf einer Festplatte entsprechen.) Außerdem gab es verschiedene Karteikartensysteme, mit denen man nach unterschiedlichen Kriterien nach bestimmten Büchern suchen konnte. Diese Indizes mußten mit hohem Aufwand manuell gepflegt werden und waren nur von begrenztem Nutzen. Verwendete man nur einen einzigen Index, beispielsweise die Titel-Kartei, so bot dieser nur relativ beschränkte Suchmöglichkeiten. Zog man hingegen parallel mehrere der vorhandenen Indizes zu Rate, beispielsweise zusätzlich die Autoren-Kartei, gestaltete sich die gleichzeitige Suche in mehreren Karteien schnell sehr unübersichtlich und verursachte oftmals einen größeren Aufwand, als die Bücher gleich direkt in den Regalen zu suchen. Die parallele Verwendung mehrerer elektronischer Indizes führt zu ähnlichen Problemen, wenngleich hier natürlich das manuelle Durchblättern der Karteikarten entfällt. 13 Zwei einfache Beispiele sind Dateiformat und Dateigröße, die nur relativ selten im eigentlichen Inhalt von Dateien enthalten sind

9 bei einer ausschließlichen Beschränkung auf Textdateien erheblich. Abgesehen davon ist eine Volltextsuche für Daten, die nicht in textueller Form vorliegen, natürlich ohne großen Nutzen. Da in einer multimedialen Umgebung jedoch auch zahlreiche andere Dateiformate verwendet werden, beispielsweise Grafiken, Videos oder Audio-Dateien, ist eine Volltextsuche denkbar ungeeignet und scheidet als mögliches Suchwerkzeug für die E-Learning-Plattform aus. Als weitverbreitete Lösung für das Problem der Klassifizierung und Wiederauffindung von Daten hat sich inzwischen die Verwendung von Metadaten durchgesetzt, die quasi als "Daten über Daten" zusätzliche beschreibende Informationen zu jeder einzelnen Datei enthalten. Diese Metadaten werden beim Einstellen von Dateien ins System durch den Benutzer mit angegeben oder teilweise auch automatisch erzeugt und dienen fortan der Verwaltung der gespeicherten Daten. Das Spektrum der Metadaten reicht dabei von einfachen Verwaltungsinformationen wie z. B. dem Titel eines Dokumentes oder dem Namen seines Autors 14 über technische Informationen 15 bis hin zur Einordnung in ein fachspezifisches Klassifikationssystem für das jeweilige Anwendungsgebiet 16. Welche Arten von Metadaten in einem konkreten System verwendet werden, kann nicht allgemeingültig festgelegt werden. Für E-Learning-Systeme gab es in den letzten Jahren zwar mehrfach Bestrebungen, standardisierte Metadatensätze festzulegen, die jedoch in vielen Fällen nicht den Bedürfnissen der einzelnen Lernprogramme gerecht werden. 17 Aus diesem Grund wird an dieser Stelle die Anforderung an die E-Learning-Plattform aufgestellt, ein möglichst breites Spektrum an möglichen Metadaten zu unterstützen und nicht durch die Koppelung an irgendeinen zum Zeitpunkt der Entwicklung des Systems bestehenden Standard andere Möglichkeiten von vornherein auszuschließen. Unterschiedliche E-Learning-Anwendungen, die auf der im Rahmen der vorliegenden Arbeit entworfenen Plattform basieren, können prinzipiell sehr verschiedene Metadaten verwenden. Gerade im fachspezifischen Bereich ist davon auszugehen, daß die zur Klassifikation von Daten in unterschiedlichen Kontexten benötigten Metadaten sich erheblich unterscheiden. 18 Daraus ergibt sich als weitere Anforderung, die Verwendung unterschiedlicher Metadatensätze durch verschiedene Anwendungen zu ermöglichen. Dies soll durch eine anwendungsspezifische Konfigurationsmöglichkeit der im System zu verwaltenden Metadaten erreicht werden. Darüber hinaus wird auch die Möglichkeit zur Angabe verschiedener Metadatensätze für unterschiedliche Datentypen gefordert. Beispielsweise sollen bei Bedarf komplette, aus vielen verschiedenen Teilobjekten zusammengesetzte Online-Kurse auch durch einen veränderten Metadatensatz von einfachen "atomaren" Dateien wie z. B. Texten oder Grafiken unterschieden werden können. 14 Also von Informationen, wie sie bereits in traditionellen Karteien von Bibliotheken verwendet wurden. 15 Beispielsweise Dateigröße oder MIME Type. 16 In einem biologischen Kontext könnte dies beispielsweise eine Einordnung eines in einem Fachtext betrachteten Organismus in biologische Taxonomien sein. 17 Eine nähere Betrachtung der Metadaten-Problematik folgt in Kapitel 5. Dort werden unter anderem auch verschiedene Metadaten-Standards vorgestellt und am Beispiel der im Rahmen des Projektes Monist verwendeten Daten auf ihre Anwendbarkeit überprüft. 18 Beispielsweise ist davon auszugehen, daß Simulationsprogramme aus so verschiedenen Fachbereichen wie Neurobiologie und Laserphysik unterschiedliche Metadaten zur fachlichen Beschreibung einzelner Lehreinheiten verwenden würden. Derartige Unterschiede sind jedoch keineswegs auf die fachlichen Metadaten beschränkt, sondern können auch technische oder verwaltungsbedingte Metadaten betreffen. So könnte beispielsweise eine bestimmte E-Learning-Anwendung auf jegliche Informationen über die Größe oder das Erstellungsdatum einer Datei verzichten, während eine andere genau diese Metadaten dringend benötigt

10 Der Grund dafür ist, daß für solche zusammengesetzte Objekte vielfach ganz andere Klassifizierungen getroffen werden können als für ihre einzelnen Bestandteile. Oftmals gewinnt z. B. eine bestimmte Grafik erst in einem umfassenden fachlichen Kontext eine bestimmte Bedeutung, die eine Klassifikation und die Einordnung in einen bestimmten Bereich des betrachteten Studienfaches erfordert. Lehrspezifische oder lernspezifische Aspekte wie z. B. die Bearbeitungsdauer einer umfassenden Simulation sind vielfach erst bei vollständigen, aus mehreren einzelnen Medien zusammengesetzten Kursen von Belang, während die für einzelne Bestandteile angegebenen technischen Informationen wie z. B. der MIME Type nur bei einer isolierten Betrachtung der jeweiligen Dateien benötigt werden könnten. Ein weiterer Aspekt der Verwendung unterschiedlicher Metadatensätze für verschiedene Datentypen ergibt sich, wenn auch die Benutzer des Systems intern durch Objekte repräsentiert werden. Dies ist im Hinblick auf die beabsichtigte Funktionalität der zu schaffenden E-Learning-Plattform ausdrücklich erwünscht, da die Integration einer Benutzerverwaltung in das System ebenfalls zu den Anforderungen zählt 19 und durch die Betrachtung der Benutzer als eine besondere Art von Objekten die Notwendigkeit zur Schaffung einer zusätzlichen Verwaltungsmethode entfällt. Selbstverständlich sind für die Verwaltung der Benutzer wiederum vollkommen andere Daten bzw. Metadaten erforderlich als für Lehrsimulationen oder die darin verwendeten multimedialen Daten. Dies ist ein weiteres Argument dafür, für verschiedene Datentypen eine unterschiedliche Konfiguration der dafür jeweils zu verwaltenden Metadatensätze zu ermöglichen. 2.3 Lehreinheiten als Konfigurationen dynamischer Programme Bislang wurden für die E-Learning-Plattform Anforderungen aufgestellt, die darauf abzielten, einzelne Dateien, aus denen sich Lehreinheiten zusammensetzen, abspeichern und auf eine geeignete Weise wieder auffinden und verwenden zu können. Dies wirft allerdings die Frage auf, worum es sich bei diesen übergeordneten, zusammengesetzten Einheiten überhaupt handelt. Die Art und Weise der Zusammensetzung von einzelnen Elemente zu einem größeren Ganzen ist für das zu konstruierende E-Learning-System von entscheidender Bedeutung. Wie bereits zu Beginn festgestellt, ist es das Ziel dieser Arbeit, eine Plattform zu schaffen, in die verschiedene Simulationsprogramme für unterschiedliche Fachbereiche in gleicher Weise eingebunden werden können. Verschiedene Programme werden dabei aber die benötigten Daten nicht notwendigerweise auf die gleiche Weise verwenden. Als kleinsten gemeinsamen Nenner kann man jedoch die Feststellung treffen, daß man einzelne Lehreinheiten als unterschiedliche Konfigurationen betrachten kann, mit denen die verwendeten Programme aufgerufen werden. Natürlich hat es in der Geschichte der Lernsoftware auch viele einzeln stehende, quasi "monolithische" Programme gegeben, die zwar eine teilweise beträchtliche Anzahl von vorgegebenen Simulationen enthielten, jedoch entweder nur mit großem Aufwand oder sogar überhaupt nicht erweiterbar waren. 20 Solche Programme, die es voraussichtlich auch in Zukunft weiterhin geben wird, haben für einen beschränkten Einsatzbereich, in 19 Siehe Kapitel Zwei Beispiele für derartige Programme aus dem Bereich der Laborsimulations-Software wurden vom Autor der vorliegenden Arbeit beschrieben in: Andreas Dieckmann, Basisfunktionen für ein generisches virtuelles Labor, Diplomarbeit an der Technischen Fakultät der Universität Bielefeld, 1998, Seiten Die fehlende Erweiterbarkeit bestehender Programme war die Motivation für die genannte Diplomarbeit

11 dem eine Erweiterung des Spektrums der enthaltenen Simulationen durch das System benutzende Lehrende oder Autoren nicht vorgesehen ist, durchaus ihre Berechtigung. Für einen "wachsenden" Themenbereich, in dem kontinuierlich neue fachliche Inhalte zur Verfügung gestellt werden können, sind derartige Programme jedoch nur begrenzt geeignet. Zwar könnten nach und nach verschiedene unveränderliche Programme in die Lehre integriert werden, dies gibt jedoch den Lehrenden nicht die Möglichkeit, eigene Inhalte einzubringen und den Benutzern zur Verfügung zu stellen, es sei denn, daß jedes Mal eine eigene Software für diesen Zweck erstellt wird. Es liegt auf der Hand, daß eine solche Vorgehensweise mit einem hohen Aufwand verbunden ist, der in den meisten Fällen gar nicht erst geleistet werden kann oder aber zumindest einen zeitnahen Einsatz neuer Erkenntnisse in der Lehre aufgrund der einzuplanenden Zeiten und Kosten der Software-Entwicklung schwer bis unmöglich macht. Abhilfe für dieses Problem schafft nur die Entwicklung umfassender, konfigurierbarer Softwarekomponenten, die es ermöglichen, mit einem geringen Aufwand und unter Verwendung bereits bestehender Programmteile und Medien neue Simulationen und darauf aufbauende Kurse für die elektronische Lehre zu erzeugen. 21 Der E-Learning- Plattform kommt dabei die Rolle zu, die einzelnen Bestandteile zu archivieren und den Benutzern in einer möglichst einfachen Art und Weise zur Verfügung zu stellen. Ebenso müssen komplette Lehreinheiten gespeichert und zugänglich gemacht werden. Die E-Learning-Plattform hat dabei auch die Aufgabe, beim Aufruf einer Datei, die eine Konfiguration für eine bestimmte dynamische Simulationssoftware enthält, zu erkennen, welches die zuständige Softwarekomponente für diese Konfigurationsdatei ist, und diese Applikation dann in geeigneter Weise aufzurufen, um die Darstellung der vom Benutzer ausgewählten Konfiguration zu gewährleisten. Die Plattform muß also über einen Mechanismus verfügen, um unterschiedliche Typen von Konfigurationen zu verwalten und diese den entsprechenden Simulationsprogrammen zuzuordnen. Dabei kann es wiederum erforderlich sein, für die verschiedenen Dateitypen die Verwaltung von unterschiedliche Metadatensätzen zu ermöglichen. Für das interne Format der von den einzelnen Simulationsprogrammen verwendeten Konfigurationsdateien sollen an dieser Stelle keine Einschränkungen gemacht werden, um ein möglichst breites Spektrum an verschiedenen Formaten benutzen zu können. Da die Handhabung der Inhalte dieser Dateien nur den jeweiligen Programmen obliegt und die E-Learning-Plattform lediglich für die Zuordnung und den korrekten Aufruf zuständig ist, muß lediglich die Forderung aufgestellt werden, daß alle Programme, die im System eingesetzt werden, eindeutig voneinander zu unterscheidende Dateitypen für ihre Konfigurationen verwenden. Dies muß jedoch nicht notwendigerweise bedeuten, daß die Konfigurationsdateien auch intern vollkommen unterschiedliche Datenformate benutzen. Es ist sogar allgemein empfehlenswert, daß Konfigurationen in für die jeweilige Anwendung spezifischen XML-Formaten abgelegt werden, da XML ein weltweit anerkannter Standard zur 21 Exemplarisch für den Bereich der Laborsimulations-Software wurden die Vorteile solcher generischer Ansätze aufgezeigt in: Andreas Dieckmann, Basisfunktionen für ein generisches virtuelles Labor, Diplomarbeit an der Technischen Fakultät der Universität Bielefeld, Zur Ersparnis von Zeit und Kosten siehe dabei insbesondere die Betrachtungen des erheblich geringeren Aufwandes zur Erstellung von Simulationen bei der Nutzung generischer Ansätze in Kapitel 5.4, Seiten 85-87, und Kapitel 7.1, Seite 107. Die für diesen Bereich gewonnen Erkenntnisse können auf andere Fachbereiche übertragen werden, da die beschriebenen Vorteile rein technischer Natur sind

12 Speicherung von Daten in festgelegten Formaten ist und damit auch gut dazu geeignet ist, Informationen über bestimmte Konfigurationen strukturiert abzulegen. Diese XML- Dateien können dann im Rahmen der jeweiligen Simulationsanwendung unter Verwendung gebräuchlicher XML-Tools editiert, verifiziert und effizient eingelesen werden. Auch eine manuelle Bearbeitung der XML-Dateien ist bei Benutzung eines für den menschlichen Benutzer verständlichen Formates denkbar. Lediglich nach außen hin muß eine Unterscheidbarkeit der Dateien gegeben sein, die von unterschiedlichen Anwendungen benutzt werden. Dies kann und soll die E-Learning-Plattform dadurch unterstützen, daß unabhängig vom Dateiinhalt unterschiedliche Typen definiert und bestimmten Anwendungen zugeordnet werden können. 2.4 Benutzerverwaltung und Zugriffsrechte Eine weitere wichtige Anforderung an die E-Learning-Plattform ist die Möglichkeit der Verwaltung von Benutzern. Derartige Funktionalitäten, die heutzutage in den meisten Systemen vorhanden sind, die von vielen Benutzern verwendet werden, sind auch für ein elektronisches Lernsystem von Bedeutung. Das Spektrum der Einsatzmöglichkeiten reicht dabei von der einfachen Regelung der Frage, welche Personen auf bestimmte Lehreinheiten Zugriff haben und welche nicht, über die Einteilung von Lernenden in bestimmte Gruppen gemäß ihres Studienfortschrittes und ihrer Teilnahme an gewissen Veranstaltungen bis hin zur personifizierten Präsentation bestimmter Lehrinhalte. Daneben ermöglicht erst eine funktionierende Benutzerverwaltung einen sinnvollen Einsatz von kommunikativen Funktionalitäten eines E-Learning-Systems in der Lehre, wie z. B. Chat und . Die Gestaltung personalisierter Fragebögen wird ebenso ermöglicht wie elektronische Tests bis hin zu Online-Prüfungen. Durch die Sammlung von benutzerspezifischen Daten könnte eine Modellierung des persönlichen Lernweges erfolgen, die es ermöglicht, individuell auf Stärken und Schwächen einzugehen und je nach Lernverhalten einzelnen Personen unterschiedliche Lernwege zu präsentieren. 22 Das wichtigste Einsatzgebiet für eine Benutzerverwaltung ist jedoch die Kontrolle über die Zugriffsrechte auf einzelne Dateien, die im System verwaltet werden. Einerseits kann der lesende Zugriff auf bestimmte Daten beschränkt werden. Dies kann aus verschiedenen Gründen erwünscht sein. Beispielsweise kann der Zugriff auf gewisse Lehreinheiten auf die Teilnehmer einer bestimmten Veranstaltung begrenzt werden. Ebenso können die Lösungen von Übungsaufgaben vom Autor unter Verwendung von eingeschränkten Zugriffsrechten zu einer beliebigen Zeit in das System eingestellt, aber erst zu einem bestimmten Zeitpunkt für die Allgemeinheit freigegeben werden. In ähnlicher Weise könnte das Recht zum Einsehen von Protokollen oder von Lösungen zu bestimmten Übungsaufgaben auf den jeweiligen Lernenden und seinen betreuenden Tutor beschränkt werden. Andererseits ist natürlich auch die Frage von Bedeutung, wer im System über das Recht zum schreibenden Zugriff auf welche Dateien verfügt. Es ist unmittelbar einsichtig, daß auf Lehrmaterialien, die die offizielle Grundlage eines Online-Kurses bilden, nicht jeder teilnehmende Student einen Schreibzugriff haben darf. Ebenfalls sollte natürlich auch nicht jeder Student in den persönlichen Kursunterlagen, Notizen, Übungsaufgaben und Protokollen seiner Kommilitonen herumschreiben dürfen. 22 Selbstverständlich sind bei einem möglichen Einsatz derartiger Verfahren zur Lernwegkontrolle die für die Speicherung solcher persönlicher Daten relevanten Datenschutzbestimmungen zu beachten

13 Darüber hinaus spielen aber auch die Koordination zwischen einzelnen Autoren sowie das Urheberrecht eine Rolle. Auch wenn Lernende bereits generell vom schreibenden Zugriff ausgeschlossen wurden, ist es nicht unbedingt immer wünschenswert, wenn jeder Lehrende unabhängig vom anderen die Kursunterlagen beliebig verändern kann. Das Anlegen von neuen Lehreinheiten sollte ebenfalls berechtigten Autoren vorbehalten sein, während es im System durchaus Bereiche geben kann, in denen jeder Lernende für sich persönlich beliebige Dateien ablegen und bearbeiten kann, ohne daß diese für die Allgemeinheit zugänglich sind. Wie schon anhand der Schreib- und Leserechte deutlich wird, kann es sinnvoll sein, bestimmte Funktionalitäten des Systems nur ausgewählten Benutzern zugänglich zu machen. Beispielsweise sollte die Möglichkeit zum Einsehen persönlicher Lernwege einzelner Studenten nur den die betreffende Veranstaltung organisierenden Lehrkräften zugänglich sein. Funktionen zum Editieren von Simulationen und Kursen sollten von vornherein den dazu berechtigten Autoren und Lehrenden vorbehalten bleiben. Auch derartige Einschränkungen der zugänglichen Funktionalitäten des Systems lassen sich mit Hilfe einer Benutzerverwaltung realisieren. Natürlich wäre es äußerst umständlich, bei jeder derartigen Einschränkung von Rechten stets für jeden einzelnen Benutzer festzulegen, ob diesem ein bestimmtes Recht gewährt wird oder nicht. Deshalb ist es eine sehr nützliche Funktionalität, Benutzer zu Gruppen zusammenzufassen, für die dann wiederum gesonderte Zugriffsrechte vergeben werden können. Einzelne Gruppen können bei Bedarf wiederum mit weiteren Benutzern zu neuen Gruppen zusammengefaßt werden, für welche dann zusätzlich wieder bestimmte andere Zugriffsrechte gelten. Auf diese Weise läßt sich bei größeren Benutzerzahlen die Übersicht über die vergebenen Rechte erhalten. Ein letzter Aspekt der Benutzerverwaltung ist die Tatsache, daß natürlich auch nicht jeder Benutzer nach Belieben die Möglichkeit haben darf, Zugriffsrechte für Objekte zu vergeben oder andere Benutzer bestimmten Gruppen zuzuordnen oder ihnen Rechte auf fremde Objekte zu erteilen. Zu diesem Zweck muß es eine Gruppe von Benutzern mit bestimmten administrativen Rechten im Folgenden Administratoren genannt geben, die exklusiv über die Berechtigung verfügen, Benutzer anzulegen und zu bearbeiten, diese zu Gruppen hinzuzufügen oder aus diesen wieder zu entfernen sowie allgemeine Zugriffsrechte auf bestimmte Teilbereiche des Systems sowie bestimmte Typen von Objekten festzulegen. Ein detailliertes System zur Verwaltung von Benutzern und Zugriffsrechten ist also von erheblicher Bedeutung für die E-Learning-Plattform, gleichermaßen aus technischer Hinsicht wie aus Gründen der Lernwegkontrolle und der Sicherstellung der Rechte der Autoren an den von ihnen ins System eingebrachten Lehrmaterialien. Je flexibler die von einem solchen System zur Verfügung gestellten Möglichkeiten sind, desto besser kann die E-Learning-Plattform auf die Bedürfnisse der computerunterstützten Lehre im Allgemeinen und auf die der einzelnen Lehrenden und Lernenden eingestellt werden. Außerdem bietet die durch ein solches System erzielte Personalisierung des Systems den nicht zu unterschätzenden Effekt, daß dadurch die in elektronischen Systemen oft auftretende Unpersönlichkeit erheblich abgemildert wird. Dem Benutzer kann auf diese Weise ein Eindruck von Individualität vermittelt werden, der dem in der herkömmlichen Lehre nahekommt oder diesen zumindest imitiert. Dies ermöglicht eine persönlichere Interaktion zwischen den Benutzern in kommunikativen Teilen des Systems wie z. B. Chaträumen und verbessert damit auch die Akzeptanz des Systems durch die Benutzer

14 2.5 Mehrsprachigkeit von Inhalten und Benutzeroberfläche In vielen Fachbereichen ist die Lehre heutzutage nicht mehr auf nationale Grenzen beschränkt, sondern findet in einem internationalen Kontext statt. Auch und gerade für elektronische Lernsysteme, die aufgrund ihrer einfachen Verteilbarkeit und ihrer zumindest potentiell großen Unabhängigkeit von Präsenzlehre an festgelegten Standorten 23 einen internationalen Einsatz ermöglichen, ist daher eine möglichst unkomplizierte Internationalisierung von entscheidender Bedeutung. Mehrsprachigkeit ermöglicht es einem Programm, im wörtlichen Sinn "Grenzen zu überwinden", oder vereinfacht diesen Vorgang zumindest erheblich. Die Übersetzung von Menüs und anderen Bedienungselementen in mehrere Sprachen ermöglicht es fremdsprachigen Benutzern, sich ganz auf die Bedienung des Programms zu konzentrieren, anstatt Zeit und Energie auf die Überwindung der Sprachbarriere zu verwenden. 24 Dies betrifft jedoch natürlich nicht nur die Benutzeroberfläche, sondern erst recht die durch das System zu vermittelnden Inhalte. Daher sollte das System über die Möglichkeit verfügen, die gleichen Medien und Lehreinheiten in unterschiedlichen Sprachen nebeneinander zur Verfügung zu stellen. In Abhängigkeit von der für den aktuellen Benutzer des Systems eingestellten Sprache sollen diesem dann sowohl die Bedienungselemente des Programms als auch die Inhalte in dieser Sprache präsentiert werden, sofern die gewünschten Inhalte in seiner Sprache auch tatsächlich vorhanden sind. Anderenfalls kann entweder eine als Standard voreingestellte Sprache ausgewählt werden oder die Auswahl dem Benutzer überlassen werden. Auch bei Inhalten, die lediglich in einer einzigen Version vorliegen, spielt die Information darüber, um welche Sprache es sich dabei handelt, eine wichtige Rolle, um die Lernenden gleichermaßen wie die Lehrenden und Autoren vorab zu informieren, welche Sprachkenntnisse für die Bearbeitung erforderlich sind. Die Forderung nach Mehrsprachigkeit gilt allerdings nicht nur für die Inhalte, sondern auch für die Metadaten, die zu ihrer Verwaltung verwendet werden. Dazu ist es nötig, zumindest textuelle Metadaten wie z. B. Titel oder Stichwörter in mehreren Sprachen im System ablegen zu können. Auch das zur fachlichen Klassifikation verwendete Vokabular ist von Sprache zu Sprache unterschiedlich, weshalb eine mehrsprachige Ablage von Metadaten unerläßlich ist. Darüber hinaus können sich auch die technischen Metadaten von Sprache zu Sprache unterscheiden, wenn beispielsweise für verschiedene Sprachen Dateien unterschiedlicher Größe im System abgelegt werden. 23 Die aktuellen Entwicklungen im E-Learning-Bereich machen allerdings deutlich, daß auf denjenigen Teil der Lehre, der in Form von Präsenzlehre und mit persönlichem Kontakt zwischen den Lehrenden und den Lernenden stattfindet, nur schwer verzichtet werden kann, da darunter die Qualität der Lehre leidet. Auf Fachmessen wie z. B. der LEARNTEC 2003 in Karlsruhe gewinnt deswegen immer mehr der Begriff des sogenannten Blended Learning an Bedeutung. Dahinter verbirgt sich nichts anderes als die Kombination und Integration von Präsenzlehre und elektronischer Lehre. Im Rahmen des Projektes Monist und bei der Entwicklung der E-Learning-Plattform war es von vornherein ein Ziel, ein System zu schaffen, das nicht nur zum individuellen Selbststudium geeignet ist, sondern genauso auch zur Unterstützung von anderen Lehrformen wie beispielsweise computerunterstützten Vorlesungen oder in der Gruppe am Computer durchgeführten Praktika, Übungen und Seminaren. 24 Daß sich dadurch auch die Akzeptanz eines solchen Softwaresystems bei internationalen Benutzern erhöhen kann, wenn eine Benutzeroberfläche in der jeweiligen Muttersprache vorhanden ist, liegt auf der Hand, soll hier jedoch nicht weiter untersucht werden. Statt dessen sei lediglich auf die weite Verbreitung von lokalisierten Versionen der meisten Standardprogramme verwiesen, die insbesondere im Fall von Microsoft -Windows -basierten Systemen vom Betriebssystem selbst über Textverarbeitungsprogramme, betriebswirtschaftliche Anwendungsprogramme und Software-Entwicklungsumgebungen bis hin zu den meisten Computerspielen reicht

15 2.6 Unabhängigkeit von Hardware und Betriebssystem Um eine weite und dabei möglichst einfache Verteilbarkeit des E-Learning-Systems zu erreichen, wird als weitere Anforderung eine möglichst weitgehende Unabhängigkeit von der verwendeten Hardware und dem Betriebssystem gefordert, auf dem das System zum Einsatz gebracht wird. Dadurch soll die Einsetzbarkeit in einem in dieser Hinsicht heterogenen Umfeld gewährleistet werden. Während an Universitäten beispielsweise in einigen Fachbereichen in erheblichem Umfang UNIX Workstations im Einsatz sind, ist die EDV anderer Einrichtungen komplett auf PC-Systemen und Netzwerken aufgebaut, die auf unterschiedlichen Versionen von Microsoft Windows basieren. Die Studenten benutzen auf ihren privaten Computern teilweise ebenfalls Microsoft Windows, während andere die unterschiedlichsten Versionen von Linux verwenden. Daneben gibt es noch verschiedene andere Betriebssysteme. Da es äußerst umständlich wäre, für jedes existierende oder zukünftig noch zu entwerfende Betriebssystem sowie für die jeweils verwendete Hardware stets eine eigene Version der E-Learning-Plattform zu erschaffen und diese unterschiedlichen Varianten dann auch noch mit erheblichem Aufwand interoperabel zu halten, stellt die Plattformunabhängigkeit 25 des in dieser Arbeit zu entwerfenden Systems eine Kernanforderung dar. Die Forderung nach der Plattformunabhängigkeit legte übrigens bereits frühzeitig eine Implementation des E-Learning-Systems in der Programmiersprache Java nahe, da Java von der Firma Sun Microsystems mit der Zielsetzung entwickelt wurde, daß in dieser Sprache geschriebene Programme ohne Umschreiben oder Neukompilieren des Quellcodes auf jeder Hardware- und Betriebssystem-Plattform verwendbar sein sollten. 26 Die Implementierung in einer bestimmten Programmiersprache kann natürlich nicht als eine Grundlage für den Systementwurf geltend gemacht werden, da die Umsetzung immer erst der zweite Schritt nach der Entwicklung der dafür erforderlichen Konzepte sein kann. Die zuvor aufgestellte Forderung nach der Unabhängigkeit der E-Learning- Plattform von der Hardwarearchitektur und vom Betriebssystem kann jedoch durch die Implementierung in der Programmiersprache Java erreicht werden. Prinzipiell ist diese Forderung demnach also erfüllbar. Ein weiterer Punkt, der die Unabhängigkeit der E-Learning-Plattform betrifft, soll an dieser Stelle ebenfalls nicht unerwähnt bleiben. Für die Datenspeicherung bietet es sich prinzipiell an, ein bestehendes Datenbanksystem zu verwenden, um in dieser Hinsicht nicht quasi "das Rad neu erfinden" zu müssen. Der Entwurf eines eigenen, vollkommen neuen Datenbanksystems ist keine notwendige Teilaufgabe bei der Entwicklung einer E-Learning-Plattform. Um die Verwendbarkeit der Plattform auf beliebigen Systemen 25 Die zumindest aus sprachlicher Sicht auf den ersten Blick vielleicht paradox erscheinende Forderung nach einer "plattformunabhängigen Plattform" ergibt sich aus der mehrdeutigen und teilweise ungenauen Art und Weise, in der das Wort "Plattform" in unterschiedlichen Kontexten in den Sprachgebrauch in der Informatik Eingang gefunden hat. Legt man jedoch die allen diesen Einsätzen gemeinsame Bedeutung dieses Wortes als "etwas, das als Basis für andere, darauf aufbauende Programme dient" zugrunde, läßt sich der Widerspruch dahingehend auflösen, daß das E-Learning-System vom jeweiligen Betriebssystem abstrahiert und an dessen Stelle selbst zu einer Grundlage für die darauf aufbauenden Applikationen wird, die seine Methoden zur Datenverwaltung nutzen und auch aus ihm heraus aufgerufen werden. Im Idealfall sind diese Programme ihrerseits wiederum von der (Betriebssystem-) Plattform unabhängig und bauen nur auf der Grundlage der hier entworfenen (E-Learning-) Plattform auf, in die sie über bestimmte Schnittstellen integriert sind. 26 Zur Unabhängigkeit von in Java geschriebenen Programmen von der Hardwarearchitektur und vom Betriebssystem, auf dem sie eingesetzt werden, siehe: Cay S. Horstmann, Gary Cornell, Core Java 1.1, Volume I - Fundamentals, Sun Microsystems Press, Mountain View, California, 1997, Seiten

16 zu ermöglichen, aber auch, um eine Abhängigkeit von einem bestimmten, herstellerspezifischen Datenbanksystem von vornherein zu vermeiden, ist es sinnvoll, für die Datenbankanbindung eine allgemeine Schnittstelle zu schaffen, die in abstrakter Weise die benötigten Datenbankoperationen definiert. Bei Bedarf kann dann für jede konkrete zu benutzende Datenbank eine Implementation dieser Schnittstelle geschaffen werden, ohne daß man an der eigentlichen E-Learning- Plattform Änderungen vornehmen müßte. Die aus allen Bereichen des Systems an die Datenbankschnittstelle gerichteten, abstrakten Aufrufe werden dann an der Schnittstelle in konkrete Operationen auf der tatsächlich verwendeten Datenbank umgesetzt. Somit können für den gleichen Zweck auf verschiedenen Computern völlig unterschiedliche Datenbanken zum Einsatz gebracht werden. Ebenso könnte man bei Bedarf eine bisher verwendete Datenbank leicht durch eine neue ersetzen. Für den Programmcode, der im Kernbereich der E-Learning-Plattform auf den Daten operiert, die in diesen Datenbanken gespeichert sind, führt dabei die Verwendung eines anderen Datenbanksystems ebensowenig zu irgendwelchen Veränderungen wie für den menschlichen Benutzer. 2.7 Offline-Einsatz in Selbststudium und Präsenzlehre Die in diesem und dem nachfolgenden Abschnitt aufgestellten Anforderungen betreffen die Eignung des E-Learning-Systems für die beabsichtigten Einsatzszenarien. Zunächst werden die geplanten Verwendungsmöglichkeiten des Systems ohne eine Verbindung zum Internet aufgezeigt. Der nächste Abschnitt befaßt sich dann mit den zusätzlichen Fähigkeiten, die das System durch das Hinzufügen von Online-Funktionalitäten erhält. Der Offline-Einsatz der E-Learning-Plattform ist hauptsächlich für die folgenden beiden Anwendungsfälle vorgesehen: einerseits für das Selbststudium ohne Betreuung bzw. für das eigenverantwortliche Bearbeiten elektronischer Lehreinheiten durch die Studenten außerhalb bestimmter Lehrveranstaltungen, andererseits im Rahmen von Präsenzlehre, bei der die im System enthaltenen Lehrmaterialien zur besseren Veranschaulichung des Lehrstoffes verwendet werden. Im Falle des Selbststudiums ergibt sich für die Lernenden ein hohes Maß an Freiheiten bezüglich der Gestaltung des eigenen Lernverhaltens. So kann unabhängig von einem festen Stundenplan zu beliebigen Zeiten gelernt werden. 27 Auch der Ort des Lernens kann frei bestimmt werden: Für die Studenten zugängliche Computer in universitätseigenen Rechnerräumen kommen dafür ebenso in Frage wie der private PC zu Hause, und die Möglichkeit, das E-Learning-System auch auf tragbaren Computern ohne die Notwendigkeit irgendwelcher Anschlüsse einsetzen zu können, ermöglicht es, praktisch jeden Raum zu einer virtuellen Lernumgebung zu machen und bei Bedarf auch beispielsweise in der Eisenbahn oder sogar in der freien Natur lernen zu können Bislang unveröffentlichte Lehrevaluationen aus der ersten Testphase der im Rahmen des Projektes Monist entwickelten Lernsoftware, die auf Basis der in dieser Arbeit entworfenen E-Learning-Plattform eingesetzt wurde, haben gezeigt, daß gerade dieser Aspekt von der Mehrheit der beteiligten Studierenden als ein großer Vorteil des Systems empfunden wurde. Die Veranstaltungsteilnehmer betonten mehrfach, daß trotz dichtgedrängter und von Person zu Person teilweise erheblich differierender Stundenpläne eine Teilnahme an den computerbasierten Kursen ohne nennenswerte Probleme möglich war. 28 Im Rahmen eines Praktikums in der Testphase des Projektes Monist wurden an Studenten Notebooks ausgegeben. Die Möglichkeit, den Ort des Lernens selbst zu bestimmen, wurde dabei intensiv genutzt

17 Die E-Learning-Plattform soll aber keineswegs nur zum Selbststudium eingesetzt werden, sondern kann auch im Rahmen von Lehrveranstaltungen eine Rolle spielen, die von einem Dozenten in Form von Präsenzlehre abgehalten werden. Einerseits können die im System abgelegten Inhalte zur Unterstützung von Vorträgen und Vorlesungen verwendet werden. Beispielsweise kann anhand bestimmter Simulationen die Erklärung dynamischer Vorgänge in einer Weise erfolgen, die unter Verwendung traditioneller Lehrmittel wie Folien oder gar Tafel und Kreide überhaupt nicht möglich wäre. Somit ermöglicht der Einsatz computerbasierter Lehrmaterialien eine Dynamisierung von bis dato eher statischen Lehrformen. Andererseits ist auch die Möglichkeit vorgesehen, die E-Learning-Plattform im Rahmen von Seminaren oder Praktika zum Einsatz zu bringen. Dabei sollen unter Anleitung und Betreuung eines Dozenten bestimmte Lehreinheiten von den Studenten einzeln oder in Gruppen ausgeführt und die Ergebnisse dann in der Veranstaltung besprochen werden können. Dadurch wird eine bessere Anleitung gegenüber dem reinen Selbststudium und eine direkte Lernwegkontrolle ermöglicht. Durch die somit gegebene Möglichkeit eines persönlichen Eingreifens des Lehrenden wird oft ein besserer Lernerfolg erzielt als durch reines Selbststudium, da auf diese Weise zusätzliche Erklärungen gegeben, Rückfragen gestellt und Mißverständnisse vermieden werden können. 29 In jedem Fall stellt die Schaffung einer Offline-Komponente der E-Learning-Plattform eine zentrale Anforderung an das zu entwickelnde System dar, um die obengenannten Einsatzszenarien unabhängig von der ständigen Verfügbarkeit von Internet-Anschlüssen zu ermöglichen. Dafür muß unter anderem die Datenspeicherung offline funktionieren, mithin muß es eine lokale Installation des Speichermechanismus und damit praktisch notwendigerweise auch eine lokale Datenbank geben. Außerdem müssen die einzelnen Programme, die zur Ausführung der Lehrsimulationen benötigt werden, zusammen mit der lokalen Installation der E-Learning-Plattform auf den Computern aller Benutzer installiert werden und dort ausgeführt werden können. 2.8 Online-Einsatz zur Datenverteilung und Kommunikation Zusätzlich zu der lokalen Installation bei den einzelnen Benutzern werden für einige zentrale Funktionalitäten des zu entwickelnden Systems Online-Komponenten benötigt. Dabei handelt es sich einerseits um einen Mechanismus für die Verteilung der für die Bearbeitung von Lehreinheiten erforderlichen Daten (sowohl Konfigurationen für die verwendeten Applikationen als auch die dafür benötigten Medien), andererseits um eine möglichst vielseitige Möglichkeit zur Kommunikation zwischen räumlich getrennten Lehrenden und Lernenden. Natürlich wäre prinzipiell auch eine Verteilung von neu erstellten oder für bestimmte Veranstaltungen speziell zusammengestellten Lehreinheiten und Medien an die dafür als Adressaten vorgesehenen Benutzer per CD möglich. Dies gestaltet sich jedoch in der Regel zu umständlich, insbesondere dann, wenn für die unterschiedlichsten Systeme jeweils verschiedene selbstausführende Installationspakete erstellt werden müssen. Die Installation jedem Benutzer selbst zu überlassen, droht spätestens dann zu scheitern, wenn Benutzer teilnehmen, die nur über geringe Erfahrungen mit Computern verfügen. 29 Die Vorteile einer derartigen Kombination aus E-Learning und Präsenzlehre wurden mittlerweile auch von den Herstellern kommerzieller E-Learning-Produkte erkannt und führten zur Entwicklung des neuen Schlagwortes Blended Learning, das nichts anderes als eben diese Kombination beinhaltet

18 Statt dessen sollen im Rahmen der zu entwickelnden E-Learning-Plattform die Daten auf einem zentralen Server (oder ggf. auch mehreren Servern) zur Verfügung gestellt und den Lernenden zum Download angeboten werden. Autoren sollen die von ihnen neu erstellten, ggf. offline erzeugten Lehrmaterialien ebenfalls über das Internet auf den Server hochladen können und diese somit der Allgemeinheit oder ausgewählten Nutzern zugänglich machen können. Ebenso sollen Studenten die im Rahmen von bestimmten Lehrveranstaltungen erarbeiteten Ergebnisse bei Bedarf auf dem Server ablegen und auf diese Weise beispielsweise auch Protokolle oder gelöste Übungsaufgaben den dafür zuständigen Betreuern zukommen lassen können. 30 Während die bisher dargestellte Sichtweise die E-Learning-Plattform im Prinzip als ein klassisches Client-Server-System betrachtet, ist allerdings auch eine andere mögliche Nutzungsweise wünschenswert: Durch Hinzufügen von Peer-to-Peer-Funktionalitäten, die es jeder lokalen Installation der E-Learning-Plattform ermöglichen, unabhängig von einem zentralen Server Daten mit anderen Instanzen des Programms auf den Computern anderer Benutzer austauschen zu können, wird eine kooperative Nutzung des Systems möglich, ohne daß dafür ständig ein Eingreifen an einer zentralen Stelle erforderlich ist. Neben einer Verbesserung der Verbreitung der Lehreinheiten und multimedialen Daten, die so auch ohne die Notwendigkeit einer Verbindung mit dem zentralen Server (und sogar bei dessen zeitweisem Ausfall) von Benutzer zu Benutzer weitergegeben werden können, ist so auch ein direkter Austausch von Daten durch die Studenten untereinander möglich. Beispielsweise ermöglicht dies eine bessere Kooperation der Studenten bei der gemeinsamen Anfertigung von Protokollen oder anderen im Rahmen von bestimmten Lehrveranstaltungen anzufertigenden elektronischen Materialien. 31 Darüber hinaus kann der Austausch von nicht für die Allgemeinheit bestimmten oder relevanten Daten auf diese Weise abseits des Servers erfolgen. Die andere wichtige Online-Funktionalität, deren praktische Umsetzbarkeit im Rahmen der zu entwerfenden E-Learning-Plattform gefordert wird, ist die Möglichkeit zur Schaffung einer Kommunikationsumgebung, die es den Lehrenden und Lernenden ermöglicht, während der Benutzung des Systems miteinander in Kontakt zu treten. Dies kann auf unterschiedlichen Wegen geschehen. Ein einfaches Beispiel sind asynchrone Kommunikationsmittel wie oder damit vergleichbare Systeme zur Übermittlung von Nachrichten. Von mindestens ebenso großer Bedeutung sind jedoch Möglichkeiten zur synchronen Kommunikation. Diese können von einem einfachen, textbasierten Chat über darauf aufbauende Systeme mit höheren Funktionalitäten 32 bis hin zu Teleteaching-Funktionen 30 Letzteres kann natürlich auch per geschehen. Die hier beschriebene Vorgehensweise hat jedoch zwei Vorteile. Zum einen können die Protokolle oder Aufgabenlösungen innerhalb des Systems direkt an die dazugehörigen Lehrmaterialien gekoppelt bleiben, indem sie beispielsweise in einem dazugehörigen Verzeichnis abgelegt werden. Zum anderen ist es auf diese Weise auch leichter möglich, derartige von den Lernenden erarbeiteten Materialien anderen Personen oder auch der Allgemeinheit zugänglich zu machen. Eine strukturierte, mit Metadaten versehene Ablage im System ermöglicht dann wiederum auch einen leichteren Zugang zu diesen Inhalten und damit auch eine weitere Benutzung in der Lehre. 31 Natürlich kann diese Möglichkeit auch zum unerwünschten Abschreiben beispielsweise von Lösungen für Übungsaufgaben genutzt werden. Da hierfür jedoch auch ohne die innerhalb des technischen Rahmens der E-Learning-Plattform gegebenen Kooperationsmöglichkeiten leicht Mittel und Wege gefunden werden können, ist zumindest nicht davon auszugehen, daß ein solches unerwünschtes Verhalten durch die Peer-to-Peer-Funktionalitäten gefördert oder auch nur unverhältnismäßig erleichtert wird. 32 Dabei kann es sich beispielsweise um einen sogenannten MUD handeln, in dem die Benutzer neben der reinen Kommunikation auch die Möglichkeit zur Generierung und Manipulation von virtuellen Objekten haben und sich in virtuellen Welten bewegen können. Siehe hierzu Kapitel

19 reichen, die es Lehrenden ermöglichen, aktiv in den Lernprozeß der Lernenden bei der Bearbeitung von elektronischen Kursen einzugreifen. 33 Auf diese Weise können nicht nur die Lernenden untereinander kommunizieren oder die Lehrenden ihnen bei Bedarf Hilfestellung bei Problemen geben und Fragen zu den Lehrmaterialien beantworten. Es wird darüber hinaus sogar ermöglicht, komplette Online-Veranstaltungen abzuhalten, bei denen durch die Nutzung der bereitgestellten Kommunikationsmöglichkeiten der persönliche Kontakt nachgebildet wird, der im Rahmen der traditionellen Präsenzlehre besteht. Damit können die in Kapitel 2.7 beschriebenen Vorteile derartiger Lehrformen gegenüber dem ausschließlich computerbasierten Lernen zumindest teilweise in die elektronische Lehre übertragen werden. Mindestanforderung an die E-Learning-Plattform auf dem Gebiet der Kommunikation ist es daher, die technische Möglichkeit für derartige Interaktionen zwischen Benutzern zur Verfügung zu stellen. Ein synchroner Austausch von entsprechenden Nachrichten muß durchführbar sein. Die einzelnen Installationen des Systems müssen über geeignete Kommunikationsschnittstellen verfügen, und Anwendungen wie z. B. Chats müssen in das System integriert werden können. Damit die für derartige Zwecke zur Verfügung stehenden Kommunikationswege nicht unnötig begrenzt werden, empfiehlt es sich auch aus diesem Grund, zumindest die Möglichkeit vorzusehen, die E-Learning-Plattform nicht nur als Client-Server-System einzusetzen, sondern darüber hinaus Funktionalitäten eines Peer-to-Peer-Systems nutzbar zu machen. Eine entsprechende, auf der Plattform basierende Applikation vorausgesetzt, könnte dann auch die Kommunikation zwischen den Benutzern ggf. vollkommen unabhängig von einem zentralen Server erfolgen. 2.9 Erweiterbarkeit und Open-Source-Strategie Als letzte wichtige Bedingung, die die zu entwerfende E-Learning-Plattform erfüllen muß, soll an dieser Stelle die Forderung nach einer leichten Erweiterbarkeit des Systems aufgestellt werden. Dies betrifft alle Bereiche der Plattform, von der Definition neuer Datentypen und der für deren Verwaltung benötigten Metadaten 34 über das Einbinden verschiedener Applikationen 35, die für den Entwurf und die Ausführung von Kursen und Lehrsimulationen für unterschiedliche Fachbereiche verwendet werden, bis hin zu noch größeren und umfassenderen Erweiterungen, die zum jetzigen Zeitpunkt noch gar nicht abzusehen sind. Daraus ergibt sich, daß es sich bei der E-Learning-Plattform um ein offenes System handeln muß, das möglichst ohne eine Neuprogrammierung der bestehenden Elemente um neue Komponenten ergänzt werden kann. Bei Bedarf sollten aber auch umfassende Erweiterungen möglich sein, um die Software an neue Probleme und Einsatzgebiete anpassen zu können. Dazu ist es erforderlich, nicht nur die notwendigen Schnittstellen, die neue Teilprogramme zur Integration in die E-Learning-Plattform implementieren müssen, offenzulegen und zu dokumentieren, sondern es empfiehlt sich, den kompletten Quellcode inklusive der zugehörigen Dokumentation der Allgemeinheit zugänglich zu machen. Eine solche Open-Source-Strategie, die einen fortschreitenden Entwicklungsprozeß durch die Möglichkeit von nutzerseitigen Neuentwicklungen ermöglicht, kann beispielsweise unter Verwendung einer Lizenzvereinbarung realisiert werden, die eine Variation der LGPL (GNU Library General Public License) darstellt. 33 Siehe Kapitel Siehe Kapitel Siehe Kapitel

20 Eine derartige Entscheidung bringt jedoch einige Implikationen für die Implementation der E-Learning-Plattform mit sich. Wenn das komplette System nach der Fertigstellung im Rahmen einer Open-Source-Politik verbreitet werden soll, bedeutet dies natürlich, daß zu seiner Umsetzung auch keine fremden Bestandteile benutzt werden dürfen, die nicht ebenfalls als Open-Source-Software unter einer entsprechenden Lizenz zur Verfügung stehen. Damit ist der Einsatz kommerzieller Produkte als Grundlage des Systems praktisch ausgeschlossen, solange diese nicht für diesen Zweck explizit zur Verfügung gestellt werden und eine (zumindest für den universitären Bereich) dauerhaft kostenfreie Lizensierung ausgehandelt wird, die auch für künftige Weiterentwicklungen des Systems gilt. Selbst in diesem Fall, der angesichts des sicher vorhandenen kommerziellen Interesses der Hersteller an der Vermarktung ihrer Software eher unwahrscheinlich ist, ergeben sich mehrere Probleme. Zum einen würde die Möglichkeit der Weiterentwicklung der E-Learning-Plattform aus Urheberrechtsgründen auf diejenigen Teile beschränkt sein, die in eigener Regie entwickelt wurden und nicht von externen Unternehmen zugekauft wurden. Dies würde die Erweiterbarkeit des ganzen Systems unter Umständen erheblich einschränken. Zum anderen ergäbe sich auch eine nicht zu unterschätzende technische Abhängigkeit von bestimmten kommerziellen Produkten. Eine Garantie für die Wartung und technische Weiterentwicklung solcher Programme kann nicht gegeben werden, und eine eventuelle Inkompatibilität neuer Versionen der fremden Software kann zu großen Problemen für die zukünftigen Benutzer der E-Learning-Plattform führen. Daher ist die Verwendung kommerzieller Software als Basis für das System kritisch zu betrachten und nach Möglichkeit zu vermeiden. Dies betrifft insbesondere die ggf. bei der Implementierung der E-Learning-Plattform einzusetzenden Datenbanken. Eine ausschließliche Verknüpfung des Systems mit einem bestimmten kommerziellen Datenbanksystem würde eine nur schwer zu überwindende Abhängigkeit schaffen. Unter Umständen könnte in einem solchen Fall die Verwendung der Plattform durch andere Benutzer an der Hürde der Lizenzbedingungen und der dafür aufzuwendenden Kosten scheitern. Eine Möglichkeit, dies zu vermeiden, ist natürlich die Benutzung von ebenfalls im Rahmen einer Open-Source-Lizenzpolitik vertriebenen Datenbanksystemen. Andererseits kann bei der Verwendung der Plattform in anderen Einsatzbereichen unter Umständen auch eine Anbindung an dort bereits bestehende Datenbanksysteme, für die möglicherweise schon anderweitig eine Lizenz erworben wurde, wünschenswert sein. Aus diesen Gründen bietet es sich an, für die Datenbankanbindung des Systems eine allgemeine Schnittstelle vorzusehen, die bei Bedarf für unterschiedliche Datenbanken individuell implementiert werden kann. Für eine Referenz-Implementation des Systems sollte in diesem Falle eine nichtkommerzielle, frei erhältliche Datenbank eingesetzt werden, die sich möglichst eng an den bestehenden Standards für Datenbanksysteme orientiert, um damit in einem möglichst umfassenden Maße eine Vorbildfunktion für zukünftige Implementierungen der Datenbankschnittstelle zu erreichen. Entsprechend gilt auch für andere Bereiche des Systems, daß nach Möglichkeit überall dort, wo es für eine bestimmte umzusetzende Funktionalität mehrere verschiedene technische Lösungen geben kann, offene Schnittstellen geschaffen werden sollten, um es damit zu ermöglichen, daß bei Bedarf verschiedene Implementierungen für den gleichen Zweck verwendet werden können, und daß zukünftige Erweiterungen des Systems an diesen Stellen ihre eigenen technischen Möglichkeiten mit einbringen können